Bakit ang isang enthalpy isang malawak na ari-arian? + Halimbawa

Bakit ang isang enthalpy isang malawak na ari-arian? + Halimbawa
Anonim

Una, ang isang malawak na ari-arian ay isa na nakasalalay sa halaga ng materyal na kasalukuyan. Halimbawa, ang masa ay isang malawak na ari-arian dahil kung doblehin mo ang halaga ng materyal, ang mga mass doubles. Ang isang masinsinang ari-arian ay hindi nakasalalay sa dami ng materyal na kasalukuyan. Ang mga halimbawa ng mga intensive properties ay temperatura # T # at presyon # P #.

Enthalpy ay isang sukatan ng nilalaman ng init, kaya ang mas malaki ang masa ng anumang mga sangkap, mas malaki ang halaga ng init na maaari itong hawakan sa anumang partikular na temperatura at presyon.

Sa teknikal, ang entalpyum ay tinukoy bilang ang integral ng kapasidad ng init sa pare-pareho ang presyon mula sa absolute zero sa temperatura ng interes, kabilang ang anumang pagbabago sa bahagi. Halimbawa, #DeltaH = int_ (T_ (0K)) ^ (T_ "layunin") C_PdT #

(T_ "fus") C_PdT + DeltaH_ "fus" + int_ (T_ "fus") ^ (T_ "vap") C_PdT + DeltaH_ "vap" + int_ (T_ "vap") ^ (T_ "layunin") C_PdT #

kung ipagpalagay natin na ang temperatura ng interes ay nasa itaas ng simula ng pagkulo. Pagkatapos, dumaan kami #T_ (0K) -> T_ "fus" -> T_ "vap" -> T_ "layunin" #.

Kung ang dalawang sample ay magkapareho sa parehong temperatura at presyon, maliban na ang Sample B ay dalawang beses ang masa ng Sample A, samakatuwid ang entalpy ng Sample B ay dalawang beses na ng Sample A.

Iyan ang dahilan kung bakit ang mga halaga ng entalpy ay karaniwang sinipi bilang J / mol o kJ / mol. Kung multiply mo ang quoted na halaga sa pamamagitan ng bilang ng mga moles ng sangkap, makuha mo ang entalpyum sa J o kJ.

Sagot:

Enthalpy sa pamamagitan ng kahulugan (yunit ng J) ay isang malawak na ari-arian na ito proporsyonal sa ang halaga ng mga sangkap sa sistema sa kamay. Gayunpaman, ito ay isang intensive property kapag naka-quote sa kJ / mol o kJ / kg.

Paliwanag:

Enthalpy, # H #, ay tinukoy bilang

#H = U + pV #

# U = "panloob na enerhiya" #

# p = "presyon" #

# V = "volume" #

Gayunpaman, hindi namin maaaring direktang masukat ang kabuuang entalpyum ng isang sistema, kaya maaari lamang nating sukatin ang mga pagbabago sa entalpy.

Ang pagbabago sa entalpy ay ang init na lumaki o nahuhulog sa pare-pareho na presyon sa isang partikular na reaksyon / proseso.

Ang pagbabagong ito sa entalpy sa pare-pareho ang presyon ay ibinibigay na ngayon ni

# ΔH = ΔU + pΔV #

Ang yunit ng SI para sa isang pagbabago sa entindipy ay ang joule (J), at depende ito sa gaano karami ng mga sangkap sa system na mayroon ka. Ang higit pa sa (mga) sangkap na mayroon ka, mas maraming init ang maaaring masustansyahan o mapapalabas para sa isang naibigay na pagbabago. Halimbawa, ang pag-uulat ng 100 g ng tubig ay doble ang dami ng enerhiya bilang parehong proseso para sa 50 g ng tubig. Ginagawa ang enthalpy ng malawak na ari-arian.

Gayunpaman, ang mga talahanayan ng mga halaga ng entalpy ay karaniwang sinipi bilang molar enthalpy (kJ / mol) at partikular na entalpy (kJ / kg). Ang mga ito ay masinsinang pag-aari bilang na isinasaalang-alang na ang halaga ng mga bahagi (isang taling o isang kg).

Mayroong maraming iba't ibang mga uri ng mga pagbabago sa enthalpy tulad ng mga pagbabago sa bahagi, enthalpies ng reaksyon at iba pa. Maaari silang ibigay sa kJ o kJ / mol. Na kung saan ang isang dictates kung ito ay isang intensive o malawak na ari-arian.

Narito ang aking makatwirang paliwanag sa pamamagitan ng isang halimbawa at isang pagkakatulad. Tandaan na gumagamit kami ng kJ sa halip na J, dahil na ang karaniwang ginagamit.

Upang maunawin ang isang taling ng tubig sa 298 K

# ΔH = 44 "kJ" #

o

# ΔH_ "vap" (H_2O) = 44 "kJ / mol" #

Ang dalawang dami ay nauugnay sa pananalita

# ΔH_ "vap" (H_2O) = (ΔH) / n #

Ang enthalpy pagbabago (# ΔH #) ay malawak, samantalang ang molar enthalpy ng vaporisation (# ΔH_ "vap" (H_2O) #) ay masidhi.

Ngayon tingnan natin ang density, na isang intensive property. Ang mga sumusunod na dalawang equation ay maihahambing

# "density" = "mass" / "volume" #

at

# ΔH_ "vap" (H_2O) = (ΔH) / n #

Ang pagbabago sa entalppy para sa isang tiyak na halaga (n) ay ibinibigay sa kj by

# ΔH = ΔH_ "vap" (H_2O) * n #

tulad ng masa sa isang ibinigay na dami ng sangkap ay ibinigay ng

# "mass" = "density" * "volume" #

Kaya nakikita mo

# "density" - = ΔH_ "vap" (H_2O) #

# "masa" - = ΔH #

# "density" # at # ΔH_ "vap" (H_2O) # ay masidhi, samantalang # "masa" # at # ΔH # ay malawak.